砌体结构（第4版）课件：砌体房屋的震害

砌体房屋的震害6.1砌体房屋的震害一、地球的基本知识地球Earth地球呈两极稍扁、赤道略鼓的形状，赤道半径为6378km，极半径为6357km，平均半径约6371km。6.1砌体房屋的震害一、地球的基本知识地球由地表至核心可分为性质不同的三层：地壳：厚度为几公里至几十公里，密度2.7～3.0g/cm3地幔：上地幔

厚度约1000km，密度3.30g/cm3

下地幔

厚度约1900km，密度5.70g/cm3地核：外核

厚度约2000km，密度9.70g/cm3

内核

厚度约1400km，密度12.3g/cm3地球的内部结构地壳地幔外核内核6.1砌体房屋的震害一、地球的基本知识地球内部的温度来自地球内部放射性物质不断释放的热量。地下20km处约为600℃；

100km处约为1000～1500℃；

700km处约为2000℃；

地核内部可高达4000～5000℃。

6.1砌体房屋的震害一、地球的基本知识板块构造理论1太平洋板块2美洲板块

3亚欧板块4非洲板块5印度洋板块6南极洲板块

地球的地壳是由几个实体板块构成，各自在热地幔上漂浮,理论上称它为板块说。它被描绘为具有两个过程：扩大和缩小。扩大发生在两个板块互相远离，下面涌上来的岩浆形成新地壳时。缩小发生在两个板块相互碰撞，其中一个的边缘部份伸入了另一个的下面，在炽热的地幔中受热而被破坏。这些板块以每年几厘米的速度在软流层上水平漂移运动，或分散裂开或碰撞焊合，或平移相错。6.1砌体房屋的震害一、地球的基本知识地球表面断层6.1砌体房屋的震害地震Earthquake地震是危及人民生命财产的突发式自然灾害。地震分为：构造地震——由板块构造运动引起，它是地壳岩石中常期积累的变形，在瞬时内转换为动能的结果；火山地震——由火山爆发引起；陷落地震——由地壳中空穴顶板陷落引起。诱发地震——由于水库蓄水、油田注水等活动而引发的地震。人工地震——地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动。后四者为数极少，危害也不大。6.1砌体房屋的震害地震的后果：1人身死亡；2社会与政治影响；3工程破坏；4交通中断；5地震次生灾害——地裂、滑波、山崩、泥石流；水灾、火灾、停电、停水、毒气泄漏、爆炸、疾病等；6生产与生活中断或减少带来社会经济损失。二、与地震相关的基本知识6.1砌体房屋的震害1地震震级、震源和震中距

震级表示地震本身大小的等级划分，它与地震释放出来的能量大小相关。震级可以通过地震仪器的记录计算出来，震级越高，释放的能量也越多。由于每次地震所积蓄的能量是有一定限度的，所以地震的震级也不会无限大。一次地震只有一个震级。震级相差1级，地面振动振幅增加约10倍，而能量相差近32倍。

震级标准最先是由美国地震学家里克特（C.F.Richter）提出来的，所以又称“里氏震级”震级，用符号“M”表示，我国使用的震级标准是国际通用震级标准，叫“里氏震级”。

各国和各地区的地震分级标准不尽相同。

三、与结构工程有关的地震基本概念6.1砌体房屋的震害

震级是利用标准地震仪（指周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800的地震仪）距震中100km处记录的以微米为单位的最大水平地面位移（振幅）A的常用对数值：三、与结构工程有关的地震基本概念式中：M：——地震震级，一般称为里氏震级；A：——由地震曲线图上量得的最大振幅（μm，1μm=10-3mm）；地震时距震中100km处不一定恰好有地震台站，而且地震台站也不一定有上述的标准地震仪？6.1砌体房屋的震害

按照震级大小，可以把地震划分为超微震、微震、弱震、强震和大地震。1超微震：震级小于1的地震，人们不能感觉，只能用仪器测出。2微震：震级大于1小于3的地震，人们也不能感觉，只有靠仪器测出。3弱震（又称小震）：震级大于3小于5的地震，人们可以感觉到，但一般不会造成破坏。4强震（又称中震）：震级大于5小于7的地震，可以造成不同程度的破坏。5大地震：指7级及其以上的地震，常造成极大的破坏。其中震级大于等于8级的又称巨大地震。

迄今为止，世界上记录到最大的地震为8.9级，是1960年5月22日发生在南美洲的智利地震。6.1砌体房屋的震害震源：地球内部岩层破裂引起振动的地方称为震源。它是有一定大小的区域，又称震源区或震源体。它是地震能量积聚和释放的地方。震中：震源在地球表面上的垂直投影，叫震中。震中距：地面上任何一点到震中的直线距离称为震中距。同样大小的地震，在震中距越小的地方，影响或破坏越重。震源震中震源深度震中距6.1砌体房屋的震害浅源地震——震源深度小于60km；

中源地震——震源深度60～300km；

深源地震——震源深度大于300km。

由于深源地震所释放出的能量，在长距离传播中大部分被损失掉，所以对地面上的建筑影响很小。我国深源地震分布十分有限，仅在个别地区发生过深源地震，我国发生的绝大部分地震都属于浅源地震。

1976年7月28日，我国河北唐山发生了一Ms=7.8的大地震，震源深度约11km，震中烈度为Ⅺ度。

2008年5月12日，我国四川汶川县发生了一Ms=8.0的巨大地震，震源深度约10km～20km，震中烈度为Ⅺ度。唐山地震概述1976年7月28日03点42分在唐山发生了7.8级地震。当天18点45分又在滦县发生了7.1级地震，主震后的余震更加加重了地震灾害。震中烈度高达Ⅺ度。同日18时45分，又在距唐山40余km的滦县商家林发生7.1级地震。震中烈度为Ⅸ度。据统计，此次地震极震区地面建筑几乎全部倒塌，直接经济损失据不完全统计达100亿元。242419人丧生，重伤16.4万多人，15886户家庭解体，7000多家庭断门绝烟，3817人成为截瘫患者，25061人肢体残废，遗留下孤寡老人3675位，孤儿4204人，数十万和平居民转眼变成失去家园的难民。唐山大地震后被震弯的铁路

唐山地震后开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层），仅西部转角残存汶川地震概述

2008年5月12日14点28分04秒，在四川汶川县发生8.0级特大地震，给灾区造成巨大的人员伤亡和经济损失。

地震使得西部地区的成都市、德阳市、绵阳市、阿坝州、甘肃的陇南市、陕西的汉中市等遭受严重损失。地震灾区的范围约10万多平方公里。截至2008年6月25日12时，四川汶川地震已造成69195人遇难，374177人受伤，失踪18404人。累计受灾人数4616万人，地震灾区2314.3万间房屋损坏，其中倒塌的房屋就达652.5万间。

地震造成的崩塌、滑坡等次生灾害非常严重。崩塌、滑坡堵塞了河道，形成许多极具威胁的堰塞湖，而局部地区还因为滑坡而掩埋或砸坏大量的房屋。其释放的能量相当于5600颗广岛原子弹爆炸所产生的能量。

地震后的北川中学次生灾害——生命线破坏汶川地震后铁路修护工人正在加紧时间抢修线路。2008年5月19日，四川汶川映秀镇，大面积的山体滑坡6.1砌体房屋的震害2地震烈度

地震烈度是指某一地区的地面和各人工建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。地震烈度的用途：

作为震害的简便估计；

为地震工作者提供人一种宏观尺度来描述地震影响的大小；

作为一种粗略而简便的指标，为地震工程总结抗震经验、进行烈度区划，从而规定地震动设计参数。

在课件常用规范中有《中国地震烈度表》（GB/T17742-1999），可供参考。6.1砌体房屋的震害

砌体作为一种传统的墙体材料已有上千年的应用历史。

砌体是脆性材料，抗剪、抗拉和抗弯强度都很低，变形能力差，抗震潜力小，在地震作用下墙体容易产生开裂。

砌体结构分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体。以往我国一般砌体结构中大多采用无筋砌体。我国目前砌体结构材料强度不高。当砌体高度过大时，将需要增大砌体断面，从而导致结构自重增大，地震作作增加，可能出现恶性循环。6.1砌体房屋的震害

3

设防烈度

按照国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

建筑所在地区遭受地震的影响，由抗震设防烈度来体现。

抗震设防烈度按照我国规定用设计基本地震加速度和设计特征周期来表达。

设计基本地震加速度：——50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值。抗震设防烈度6789地震加速度值0.05g0.10g～0.15g0.20g～0.30g0.40g设防烈度与加速度对应表6.1砌体房屋的震害

设计特征周期：—抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。

00.1Tg5Tg6.0T(s)a0.45amaxη2amax地震影响系数曲线地震影响系数根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。6.1砌体房屋的震害

4抗震设防标准

根据当前的经济条件，提出适当的设防标准，既使投资合理使用，又是保证结构抗震设防安全要求。小震不坏，中震可修，大震不倒6.1砌体房屋的震害地震是人类所面临最严重的自然灾害之一“造成伤亡的是建筑物，而不是地震” ——结构抗震设计是关键！

建筑垮塌造成的人员伤亡是构成地震灾害的最主要原因。6.1砌体房屋的震害6.1砌体房屋的震害

4抗震设防标准按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：小震不坏、中震(基本地震)可修、大震不倒的“三水准”设防目标。当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。6.1砌体房屋的震害

4抗震设防标准多遇地震（frequentlyoccurredearthquake），通常称为小震（众值烈度）：50年内超越概率约为63.2%，重现期50年；偶遇地震（accidentaloccurredearthquake），通常称为中震（基本烈度）：50年内超越概率约为10%，重现期475年，也即基本烈度地震；罕遇地震（seldomoccurredearthquake），通常称为大震（罕遇烈度）

：50年内超越概率约为2～3%，重现期1641～2475年。众值烈度与基本烈度相差1.55度，基本烈度与罕遇烈度相差1度。6.1砌体房屋的震害1房屋倒塌——整体倒塌，上部倒塌，局部倒塌2墙体裂缝、破坏 斜裂缝：底层较上部重，山墙、窗间墙易产生 交叉裂缝：地震反复作用下由斜裂缝发展而成 水平裂缝：外纵墙窗口的上下截面处 竖向裂缝：纵横墙交接处，连接不好3墙角破坏——约束差，扭转效应，纵横墙裂缝相遇4纵横墙连接破坏——咬槎、连接差5楼梯间破坏——楼梯间墙体空间刚度差6楼盖与屋盖的破坏——墙体倒塌，支撑长度过小7附属构件的破坏——与主体建筑连接差四、砌体结构房屋的震害砌体结构常见震害墙体交叉裂缝转角